玻璃模具模腔喷焊用的工装夹具的制作方法

本发明属于工装夹具技术领域，具体涉及一种玻璃模具模腔喷焊用的工装夹具。

背景技术：

玻璃模具是制造玻璃容器例如各类啤酒瓶、红酒瓶、饮品瓶乃至日用化妆品瓶的重要装备。在玻璃制品的成型过程中，对于两开模或多开模的玻璃模具而言，其模腔直接与熔融的玻璃熔体频繁接触，受到玻璃的化学侵蚀、磨损和冷热交变应力（冷热交替变换应力）的作用，并且500-800℃左右的温度下服役，模腔表面、合缝面乃至两端端面极易氧化，加上模具零件之间存在难以避免的撞击，因而会产生并不限于以下几种损坏情形：疲劳损坏、机械碰撞损坏、氧化腐蚀损坏以及磨损损坏。

为了尽可能地提高玻璃模具的耐氧化、耐腐蚀、耐热疲劳和耐磨损等性能，通常采用手工喷焊方式或者采用等离子喷焊方式对玻璃模具的模腔、合缝面等部位喷焊合金材料层，合金材料主要指但并非绝对限于指镍的质量百分含量为90%以上的镍基合金粉。然而，不论是采用手工喷焊还是采用等离子喷焊均需要将玻璃模具处于有效的夹持状态，而要使玻璃模具处于有效的夹持状态必须依靠相应的工装夹具。

关于制作玻璃模具加工用的工装夹具的技术信息在公开的中国专利文献中不乏见诸，略以例举的如授权公告号CN101659015B（加工玻璃模具用的工装夹具）、CN101891373B（玻璃器皿的器皿模夹具）、CN101891372B（玻璃器皿模夹具）、CN101898311B（在玻璃模具毛坯上铣取定位基准面用的夹具结构）、CN102380777B（玻璃模具加工用的夹具装置）、CN102443859B（用于玻璃模具加工的夹具装置）、CN102350650B（玻璃模具加工用的夹具）、CN102350651B（结构改进的玻璃模具加工用的夹具装置）、CN102689187A（玻璃模具加工用的转台式工装夹具）、CN102848039A（配置于电火花机上的玻璃模具冲头冷却槽加工用的夹具结构）、CN102837213A（玻璃模具加工用的夹具结构）、CN102848246A（玻璃模具加工用的工装夹具）、CN102848245A（玻璃模具加工用的夹具结构）、CN103056695A（玻璃模具内腔及合缝面加工用的夹具结构）和CN103084771A（开合式成型模铰链焊接用的工夹具结构），等等，等等。

只要通过对并非限于上述专利文献的阅读可知：工装夹具具有针对某一种产品、某一类产品、某一种产品的加工工艺或某一类产品的加工工艺的专属的特点，因此属于非标装置（非标装置是指没有国际、国内标准乃至行业标准规范），而非标装置既无技术上的通用性，又无技术上的可借鉴性，通常情况下均由生产产品或使用特定工艺生产产品的厂商以量体裁衣、对号入座的方式定制（定制包括自行设计与自行制作）。正是基于这种情形，由于在先前公开的中外专利和非专利文献中均未见诸有助于将玻璃模具处于可靠的夹持状态下供激光自动喷焊机对模腔、合缝面、两端端面之类的部位进行喷焊镍基合金层的并且结构相对简练的工装夹具的技术信息，因而普遍采用类似于由发明专利授权公告号CN102019496B推荐的“玻璃模具型腔等离子喷焊用的夹持机构”（该专利由本申请人提出）的结构形式。

上述CN102019496B虽然能够与机器人手腕连接并且对玻璃模具有效夹持或释放、可减轻工人对玻璃模具的夹装工作强度以及提高夹装效率并且有助于保障安全，具体可参见该专利的说明书第0016段。但是，该CN102019496B提供的专利方案存在以下缺憾：其一，由于该专利是作为工业机器人与等离子喷焊机之间的一个过渡机构，即由于自身不能回转而需要与工业机器人配套使用，因而对于我国面广量大的中小型玻璃模具生产厂商而言，投入工业机器人不仅存在资金难度，而且存在使用与维护方面的技术瓶颈；其二，由于仅能体现对玻璃模具的快速夹持与释放的效果，因而对玻璃模具大小的适应性变化相对较差；其三，整体结构仍较为复杂，给制造与装配存在一定的难度，并且耗用材料大而不利于节约资源；其四，该专利虽然能使被喷焊的玻璃模具体现依需回转的自由度，但是由于其是通过机器人的手腕运动实现的，因而未给出在摆脱机器人控制的前提下利用普通的装置使夹装有玻璃模具半模的夹持机构得以自由转动的启示。

发明专利授权公告号CN103358077B推荐的“可回转的玻璃模具工夹具装置”弥补了前述CN102019496B的缺憾并且客观上能兑现其在说明书的技术效果栏中归纳的五个方面的技术效果，但是依然存在以下不足：一是由于有待于喷焊镍基合金层的玻璃模具是以纵向状态夹装于模具夹装架上的，因而不仅模具夹装架体积大，而且结构相对复杂，例如需要配备由气缸作为动力的模具背部定位机构；二是由于只能适合于将玻璃模具的模腔背对模具背部定位机构的一侧的方式实施纵向夹装，因而相对于将玻璃模具的模腔朝向上的仰卧夹装而言，操作工的操作强度要大得多（夹装费力），并且纵向夹装还存在安全系数低的问题；三是由于当要通过回转座回转驱动机构带动模具夹装架顺时针或逆时针偏转所需的角度时，必须通过与回转座固定的墙板带动回转座，进而由回转座带动模具安装架，因而要求回转座回转驱动机构的回转座驱动电机具有相对大的功率，于是不仅动作传递环节多，而且不利于节省电能消耗，当然如果将回转座设计为与回转座回转驱动机构相分离并使其呈静态设置的机架座，同时将回转座回转驱动机构演变为与模具夹装架直接连接的模具夹装架驱动机构，那么毫无疑问能够弥补这种不足，即既可减少动力传递环节，又能节省电能消耗，但是包括该CN103358077B在内前述所有在先公开的专利文献均未给出得以借鉴的启示；其四，由于装置的体积大重心高，因而不仅增大了对空间的占用，而且稳定性相对欠缺。

针对上述已有技术，有必要进一步改进，为此本申请人作了积极而有益的设计，终于形成了下面将要介绍的技术方案，并且在采取了保密措施在本申请人的装备试验中心进行了对玻璃模具的模拟夹装试验，结果证明是切实可行的。

技术实现要素：

本发明的任务在于提供一种有助于使玻璃模具呈模腔朝向上的仰卧夹装而藉以显著简化模具夹装架的结构并且缩小体积、有利于显著减轻操作者对玻璃模具夹装的操作强度并且增进安全性而藉以避免发生意外事故、有益于显著减少动作传递环节并且节省电能消耗而藉以体现目前全社会倡导的节约型及节能型经济精神和有便于显著缩小体积并且使重心降低而藉以节省空间以及保障稳定性的玻璃模具模腔喷焊用的工装夹具。

本发明的任务是这样来完成的，一种玻璃模具模腔喷焊用的工装夹具，包括一机架，该机架由机架底板、机架左墙板和机架右墙板组成，机架底板由机架底板支承腿支承于玻璃模具喷焊作业场所的地坪上，机架左墙板以垂直于机架底板的状态固定在机架底板的左端，机架右墙板同样以垂直于机架底板的状态固定在机架底板的右端并且与机架左墙板相对应，机架左、右墙板之间的空间构成为机架腔；一模具卧置夹装架驱动机构，该模具卧置夹装架驱动机构对应于机架腔并且转动地支承在机架左、右墙板之间；一模具卧置夹装架，该模具卧置夹装架在对应于模具卧置夹装架驱动机构的前侧的位置夹装在模具卧置夹装架驱动机构上；一回转架驱动机构，该回转架驱动机构设置在所述机架左墙板背对所述机架右墙板的一侧并且与所述模具卧置夹装架驱动机构连接。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的模具卧置夹装架驱动机构包括回转架、中心轴、中心轴齿轮、夹装架固定卡盘、夹装架驱动电机、夹装架驱动减速箱和夹装架驱动主齿轮，回转架对应于所述机架腔，该回转架的左侧转动地支承在所述机架左墙板的上部，而回转架的右侧转动地支承在所述机架右墙板的上部，并且该回转架具有一回转架腔，中心轴的后端通过中心轴后轴承座转动地支承在回转架腔的后腔壁上，中部位于回转架腔内，而中心轴的前端通过中心轴前轴承座转动地支承在回转架腔的前腔壁上并且伸展到中心轴前轴承座的前方，中心轴齿轮固定在中心轴的中部，夹装架固定卡盘与所述中心轴的前端固定，夹装架驱动电机与夹装架驱动减速箱传动配合并且由夹装架驱动减速箱连同夹装架驱动电机在回转架腔内与回转架腔的回转架腔底板固定，夹装架驱动主齿轮固定在夹装架驱动减速箱的夹装架驱动减速箱输出轴上并且与所述的中心轴齿轮相啮合，所述的模具卧置夹装架与所述夹装架固定卡盘固定；所述的回转架驱动机构与所述回转架的左侧传动连接。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的夹装架驱动电机为具有正反转功能的电机，所述的夹装架驱动减速箱为蜗轮蜗杆减速箱，所述的减速箱输出轴为蜗轮轴。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的模具卧置夹装架包括一悬臂架、横梁固定轴、一对模具挂梁和一模具卧置床，悬臂架包括一横梁、一左悬臂和一右悬臂，左悬臂的后端与横梁的左端前侧固定，右悬臂的后端与横梁的右端前侧固定，并且左、右悬臂、彼此并行，横梁固定轴的前端通过固定轴螺钉与横梁的长度方向的中部固定，而横梁固定轴的后端由所述夹装架固定卡盘夹住，一对模具挂梁的左端挂着在左悬臂上，而一对模具挂梁的右端挂着在右悬臂上，模具卧置床搁置在一对模具挂梁之间。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的一对模具挂梁的左端与所述左悬臂滑动配合并且由配设在一对模具挂梁的左端下部的挂梁左夹紧螺钉定位，而一对模具挂梁的右端与所述右悬臂滑动配合并且由配设在一对模具挂梁的右端下部的挂梁右夹紧螺钉定位。

在本发明的还有一个具体的实施例中，在所述的一对模具挂梁的中部朝向上的一侧各构成有一对模具卧置床限定凸缘，一对模具卧置床限定凸缘之间的空间构成为模具卧置床床头挂脚腔，所述模具卧置床的前端上部和后端上部各构成有一床头挂脚，该床头挂脚与模具卧置床床头挂脚腔相配合，并且在床头挂脚的侧部各设置有模具端面夹紧螺钉，在所述的一对模具卧置床限定凸缘之间并且在对应于床头挂脚的上方的位置设置有一床头压板。

在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述模具卧置床的中部并行于模具卧置床的长度方向构成有一凸起于模具卧置床的表面的模具背部凹槽定位凸台。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述回转架的左侧通过回转架支承轴转动地支承在回转架支承轴左轴承座上，并且伸展到回转架支承轴左轴承座的左侧，而回转架的右侧同样通过回转架支承轴转动地支承在回转架支承轴右轴承座上，回转架支承轴左轴承座固定在所述机架左墙板的上部，而回转架支承轴右轴承座固定在所述机架右墙板的上部，设置在所述机架左墙板背对机架右墙板的一侧的所述回转架驱动机构与所述回转架支承轴连接。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的回转架驱动机构包括减速箱固定座、回转架驱动电机、回转架驱动减速箱、回转架驱动小齿轮和回转架驱动大齿轮，减速箱固定座固定在所述机架左墙板背对所述机架右墙板的一侧，回转架驱动电机与回转架驱动减速箱传动配合并且由回转架驱动减速箱连同回转架驱动电机固定在减速箱固定座上，回转架驱动小齿轮固定在回转架驱动减速箱的回转架驱动减速箱输出轴上，回转架驱动大齿轮固定在所述回转架支承轴上并且与回转架驱动小齿轮相啮合。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的回转架驱动电机为具有正反转功能的电机，所述的回转架驱动减速箱为蜗轮蜗杆减速箱，所述的回转架驱动减速箱输出轴为蜗轮轴。

本发明提供的技术方案的技术效果之一，由于采用了模具卧置夹装架，因而能满足玻璃模具以模腔朝向上的卧置状态夹装的要求，既可显示简化模具卧置夹装架的结构，又能显著缩小体积；之二，由于能将玻璃模具卧置夹装，因而夹装方便省力，不仅可以减轻操作者的操作强度，而且得以增进安全性，避免意外事故发生；之三，由于可通过模具卧置夹装架驱动机构直接驱动模具卧置夹装架，因而能减少动作传递环节并且体现节能效果；之四，由于整体体积显著缩小，因而既可降低重心并且节约空间，又能保障稳定性和动作的可靠性。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以图1所处的位置状态为基准的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。

请参见图1，示出了一机架1（也可以称“基座”，以下同），该机架1由机架底板11、机架左墙板12和机架右墙板13组成，机架底板11由机架底板支承腿111支承于玻璃模具喷焊作业场所的地坪上，机架左墙板12以垂直于机架底板11的状态固定在机架底板11的左端，机架右墙板13同样以垂直于机架底板11的状态固定在机架底板11的右端并且与机架左墙板12相对应，机架左、右墙板12、13之间的空间构成为机架腔14；示出了一模具卧置夹装架驱动机构2，该模具卧置夹装架驱动机构2对应于机架腔14并且转动地支承在机架左、右墙板12、13之间；示出了一模具卧置夹装架3，该模具卧置夹装架3在对应于模具卧置夹装架驱动机构2的前侧的位置夹装在模具卧置夹装架驱动机构2上；示出了一回转架驱动机构4，该回转架驱动机构4设置在前述机架左墙板12背对前述机架右墙板13的一侧并且与前述模具卧置夹装架驱动机构2连接。

继续见图1，前述的模具卧置夹装架驱动机构2包括回转架21、中心轴22、中心轴齿轮23、夹装架固定卡盘24、夹装架驱动电机25、夹装架驱动减速箱26和夹装架驱动主齿轮27，回转架21对应于前述机架腔14，该回转架21的左侧转动地支承在前述机架左墙板12的上部，而回转架21的右侧转动地支承在前述机架右墙板13的上部，并且该回转架21具有即形成有一回转架腔211，中心轴22的后端通过中心轴后轴承座221转动地支承在回转架腔211的后腔壁上，中部位于回转架腔211内，而中心轴22的前端通过中心轴前轴承座222转动地支承在回转架腔211的前腔壁上并且伸展到中心轴前轴承座222的前方，中心轴齿轮23以平键固定方式固定在中心轴22的中部，夹装架固定卡盘24与前述中心轴22的前端固定，夹装架驱动电机25与夹装架驱动减速箱26传动配合并且由夹装架驱动减速箱26连同夹装架驱动电机25在回转架腔211内并且在对应于开设在回转架腔底板2111上的固定螺孔21111的位置与回转架腔211的回转架腔底板2111固定，夹装架驱动主齿轮27固定在夹装架驱动减速箱26的夹装架驱动减速箱输出轴261上并且与前述的中心轴齿轮23相啮合，前述的模具卧置夹装架3与前述夹装架固定卡盘24固定；前述的回转架驱动机构4与前述回转架21的左侧传动连接。

在本实施例中，前述的夹装架驱动电机25为具有正反转功能的电机，前述的夹装架驱动减速箱26为蜗轮蜗杆减速箱，与此相适应地，前述的减速箱输出轴261为蜗轮轴。

当夹装架驱动电机25工作时，带动夹装架驱动减速箱26，由该夹装架驱动减速箱26的减速箱输出轴261带动夹装架驱动主齿轮27，由于中心轴齿轮23是与夹装架驱动主齿轮27相啮合的，因而由夹装架驱动主齿轮27带动中心轴齿轮23，由中心轴齿轮23带动中心轴22，由中心轴22带动夹装架固定卡盘24转动，夹装架固定卡盘24的转动方向取决于夹装架驱动电机25的旋转方向。

继续见图1，前述的模具卧置夹装架3包括一悬臂架31、横梁固定轴32、一对模具挂梁33和一模具卧置床34，悬臂架31包括一横梁311、一左悬臂312和一右悬臂313，左悬臂312的后端与横梁311的左端前侧焊接固定，右悬臂313的后端与横梁311的右端前侧焊接固定，并且左、右悬臂312、313彼此并行，从而使悬臂架31形成前侧开口的门字形构造，横梁固定轴32的前端通过固定轴螺钉321与横梁311的长度方向的中部固定，而横梁固定轴32的后端由前述夹装架固定卡盘24夹住，一对模具挂梁33的左端挂着在左悬臂312上，而一对模具挂梁33的右端挂着在右悬臂313上，模具卧置床34搁置在一对模具挂梁33之间。

依据图1的示意并且结合专业常识可知，横梁固定轴32是与夹具架固定卡盘24可脱卸固定的，当操作者对夹装架固定卡盘24操作并使夹装架固定卡盘24的卡爪241（三个）向内位移时，由卡爪241将横梁固定轴32的后端夹住，当反操作夹装架固定卡盘24而使卡爪241向外位移时，卡爪24对横梁固定轴32的后端释放，整个悬臂架31便可取离于夹装架固定卡盘24。

前述的一对模具挂梁33的左端与前述左悬臂312滑动配合并且由配设在一对模具挂梁33的左端下部的挂梁左夹紧螺钉331夹紧定位，而一对模具挂梁33的右端与前述右悬臂313滑动配合并且由配设在一对模具挂梁33的右端下部的挂梁右夹紧螺钉332夹紧定位。

继续见图1，在前述的一对模具挂梁33的中部朝向上的一侧各构成有一对模具卧置床限定凸缘333，一对模具卧置床限定凸缘333之间的空间构成为模具卧置床床头挂脚腔3331，前述模具卧置床34的前端上部和后端上部各构成有一床头挂脚341，该床头挂脚341与模具卧置床床头挂脚腔3331相配合，并且在床头挂脚341的侧部各设置有模具端面夹紧螺钉3411，在前述的一对模具卧置床限定凸缘333之间并且在对应于床头挂脚341的上方的位置设置有一床头压板3332。

在前述模具卧置床34的中部并行于模具卧置床34的长度方向构成有一凸起于模具卧置床34的表面的模具背部凹槽定位凸台342。

在图1示意了玻璃模具5，该玻璃模具5朝向上的一侧构成有模腔51，而朝向下的一侧即背部通常加工有背部定位凹槽52，当玻璃模具5以其模腔51向上的卧置状态置于模具卧置床34上时，将背部定位凹槽52对准模具背部凹槽定位凸台342，并且对模具端面夹紧螺钉3411操作，由模具端面夹紧螺钉3411将玻璃模具5的端面夹紧，再将一对床头压板3332置于一对模具卧置床限定凸缘333上并用压板螺钉33321旋入预设在模具卧置床限定凸缘333上的螺钉孔3333内，从而由床头压板3332将床头挂脚341压住，整个玻璃模具5处于可靠的夹住状态。申请人需要说明的是：在图1中示意的玻璃模具5虽然为口模，但是并不意味着限于口模，只有具有模腔51的其它任何形式的玻璃模具5如成型模等等均可适用于本发明的夹装。

继续见图1，前述回转架21的左侧通过回转架支承轴212转动地支承在回转架支承轴左轴承座2121上，并且伸展到回转架支承轴左轴承座2121的左侧，而回转架21的右侧同样通过回转架支承轴212转动地支承在回转架支承轴右轴承座213上，回转架支承轴左轴承座2121固定在前述机架左墙板12的上部，而回转架支承轴右轴承座213固定在前述机架右墙板13的上部，设置在前述机架左墙板12背对机架右墙板13的一侧的前述回转架驱动机构4与前述回转架支承轴212连接。

继续见图1，前述的回转架驱动机构4包括减速箱固定座41、回转架驱动电机42、回转架驱动减速箱43、回转架驱动小齿轮44和回转架驱动大齿轮45，减速箱固定座41通过固定座螺钉411固定在前述机架左墙板12背对前述机架右墙板13的一侧，回转架驱动电机42与回转架驱动减速箱43传动配合并且由回转架驱动减速箱43通过减速箱固定螺钉432连同回转架驱动电机42固定在减速箱固定座41上，回转架驱动小齿轮44固定在回转架驱动减速箱43的回转架驱动减速箱输出轴431上，回转架驱动大齿轮45固定在前述回转架支承轴212上并且与回转架驱动小齿轮44相啮合。

在本实施例中，前述的回转架驱动电机42为具有正反转功能的电机，前述的回转架驱动减速箱43为蜗轮蜗杆减速箱前述的回转架驱动减速箱输出轴431为蜗轮轴。

当回转架驱动电机42工作时，由其带动回转架驱动减速箱43，由回转架驱动减速箱43的回转架驱动减速箱输出轴431带动回转架驱动小齿轮44，由回转架驱动小齿轮44带动回转架驱动大齿轮45，由于回转架驱动大齿轮45通过平键固定方式固定在回转架21的回转架支承轴212上，因而由回转架驱动大齿轮45带动回转架支承轴212，由回转架支承轴212带动回转架21回转，从而使整个模具卧置夹装架驱动机构2回转，回转的方向即顺时针或逆时针回转取决于回转架驱动电机42的旋转方向（工作方向）。

由于对玻璃模具5的模腔51喷焊镍基合金焊粉的原理可参见申请人在上面的背景技术栏中提及的CN103358077B，因而申请人在下面仅作简要说明。将有待于供激光自动喷焊机器人喷焊的玻璃模具5按申请人在上面所述的夹装过程夹装于模具卧置夹装架3上，为了确保被喷焊的模腔51的表面与激光自动焊接机器人的激光喷头保持90°的垂直关系，因而需使置于模具卧置夹装架3上的玻璃模具3转动，即由模具卧置夹装架驱动机构2使模具卧置夹装架3连同夹装其上的玻璃模具5转动。因为，如果模腔51的表面不能与前述激光喷头保持垂直，即如果玻璃模具5不转动，那么喷焊机器人的手臂是转动的（激光喷焊机器人采用同步送粉方式喷焊），激光喷头喷出的部分焊粉会因重力作用而积聚于模腔51的底部，该积聚于模腔51的底部的焊层厚度加大，其余部位的焊层厚度又因过薄而达不到要求，从而影响对模腔的喷焊质量。这就是之所以要使玻璃模具5转动的原因。同时，前述的回转架21也相应由回转架驱动机构54使其作相应的下倾或上仰运动。前述夹装架固定卡盘24转动的时机、转动的角度以及速度受控于电气控制箱的PLC（可编程序控制器），即由电气控制箱对夹具架驱动电机25控制，前述的回转架21的运动同例，即回转架驱动电机42受控于电气控制箱的PLC。

综上所述，本发明提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。